تحلیل و ارائه یک سیکل عملیات حرارتی بهینه پس از جوش جهت کاهش حداکثری تنش‌های پسماند جوشکاری پرتو الکترونی

محورهای موضوعی : انتقال حرارت

حسین رجبی ¹ (دانشکده مهندسی مکانیک، واحد خمینی‌شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی‌شهر، اصفهان، ایران)
علی حیدری ² (دانشکده‌ مهندسی مکانیک، واحد خمینی‌شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی‌شهر، اصفهان، ایران)

تاریخ دریافت : 1397/01/17 تاریخ پذیرش : 1397/02/30 تاریخ انتشار : 1397/05/15

کلید واژه: تنش‌های پسماند, جوشکاری پرتو الکترونی, اتصال لب به لب, عملیات حرارتی پس از جوش,

چکیده مقاله :

در این تحقیق، فرآیند جوشکاری پرتو الکترونی لب به لب دو ورق فولادی P91 در دو‌بعد و در مدت زمان کوتاه با دقت قابل قبول در دو مرحلة تحلیل غیر کوپله حرارتی و مکانیکی به انجام رسیده است. نتایج تنش‌های پسماند با نتایج آزمایشگاهی و عددی محققان دیگر اعتبارسنجی شده است که تطابق خوبی را نشان می‌دهد. در ادامه تحقیق با اعمال عملیات حرارتی بعد از جوشکاری سعی شده است تنش‌های پسماند کاهش پیدا کند. سپس تأثیر پارامترهای سیکل عملیات حرارتی مانند میزان توان حرارت ورودی، زمان حرارت‌دهی، زمان نگه داشتن دما و ضریب انتقال حرارت جابجایی در بازه سرد شدن بر روی میزان کاهش تنش پسماند بررسی شده است. با بررسی نتایج تأثیرات پارامترها، یک سیکل عملیات حرارتی بهینه جهت کاهش حداکثری تنش پسماند ارائه شده است که با اعمال این سیکل بهینه تنش پسماند ماکزیمم به میزان 55 درصد کاهش یافته است.

چکیده انگلیسی:

In this research, the electron beam welding process of P91 steel plates was simulated by the finite element method in two dimensions and in a short time with acceptable accuracy in two steps (non-coupled thermal and mechanical analysis). The simulation results were validated with experimental and numerical results presented by other researchers. Moreover, by applying post weld heat treatment, the residual stresses were reduced. Then, the effect of heat treatment cycle parameters such as heat input power, heating time, holding time and cooling rate were investigated on the quantity of residual stress reduction. By examining the results of the effects of the parameters, an optimum heat treatment cycle is introduced to maximum reduction of the residual stress. Using this optimum heat treatment cycle, the residual stress value was reduced to 55 percent.